DE4325614A1 - Reihenklemmenanordnung mit Überspannungsschutzorganen - Google Patents
Reihenklemmenanordnung mit ÜberspannungsschutzorganenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Reihenklemmenanordnung, bestehend
aus 2 oder mehr Reihenklemmen mit eingesetzten Überspannungs
schutzorganen und einer querverlaufenden Sammelschiene, wobei
eine elektrische Verbindung der Kontaktelemente des Überspan
nungsschutzorgans einerseits mit der Stromschiene der jewei
ligen Reihenklemme und andererseits mit der Sammelschiene be
steht.
Reihenklemmenanordnungen der gattungsgemäßen Art werden bei
spielsweise in Schaltschränken eingesetzt, um empfindliche
elektronische Bauteile vor einer Zerstörung durch im elektri
schen Leitungsnetz auftretende Überspannungsimpulse zu schüt
zen. Beim Auftreten solcher Überspannungen werden diese mit
Hilfe des Überspannungsschutzorgans einem vorhandenen Er
dungspotential zugeführt, wobei das Schutzorgang unbrauchbar
wird, so daß ein schädlicher Einfluß auf die an der Reihen
klemme angeschlossenen elektrischen Bauteile ausgeschlossen
wird. Nach Auftreten von Überspannungen verfärben sich übli
cherweise die Gehäuse der Überspannungsschutzorgane und wer
den dann gegen intakte Organe ausgetauscht. Aus dem Katalog
der Firma Fudji Electric sind Reihenklemmen mit Überspan
nungsschutzorganen bekannt, bei denen die Kontaktelemente der
Überspannungsorgane in Halteelemente eingreifen, die elek
trisch leitend sein müssen und die mit der Strom- bzw. Sam
melschiene verbunden sind. Diese Halteelemente vereinigen
folglich eine mechanische Haltefunktion sowie eine elektri
sche Übertragungsfunktion in einem Bauteil. Dies hat den Nach
teil, daß beispielsweise bei der Materialwahl für diese Bau
teile funktionsbedingte Kompromisse eingegangen werden müs
sen. Darüber hinaus treten bei den Reihenklemmen gemäß dem
stand der Technik mehrere elektrische Kontaktübergänge auf,
wobei bei jedem Kontaktübergang ein nachteiliger Übergangswi
derstand vorhanden ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Reihen
klemmenanordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die bei
niedrigen Herstellkosten durch ihren Aufbau besonders gün
stige elektrische Eigenschaften besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur
elektrischen Verbindung der Kontaktelemente des Überspan
nungsschutzes direkt kontaktierende Federelemente vorgesehen
sind.
Der direkte Kontakt der Kontaktelemente zur Stromschiene bzw.
zur Sammelschiene spart je nach Bauart herkömmlicher Reihen
klemmenanordnungen der gattungsgemäßen Art mindestens zwei
Stromübergangsstellen ein, d. h. es entfallen zwei Stromübergangswiderstände.
Die für die elektrische Kontaktierung ver
wendeten Federelemente haben nur noch die rein mechanische
Funktion, die für einen guten Stromübergang zwischen den Kon
taktelementen und der Sammel- bzw. Stromschiene notwendige
Kontaktkraft bereitzustellen. Bei der Materialauswahl für
diese Federelemente kann man sich folglich ganz auf die
optimalen Federeigenschaften für die verwendeten Federele
mente konzentrieren. Zusätzlich trägt der nicht vorhandene
Stromdurchfluß durch die Federelemente dazu bei, Alterungser
scheinungen des Werkstoffmaterials, die sich infolge der
durch den Stromdurchfluß hervorgerufenen Erwärmung ergeben
können, auszuschließen. Dies ist insbesondere dort von Bedeu
tung, wo die Zeitintervalle, die zwischen dem Austausch von
Überspannungsschutzorganen liegen, relativ lang sind.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Reihenklemmen ist ferner un
ter dem Gesichtspunkt der Herstellung und der Montage als be
sonders kostengünstig anzusehen, da nur noch zwei einfach
herzustellenden Federelemente notwendig sind, die im Rahmen
der Reihenklemmenmontage nur ohne zusätzliche Anschlußarbei
ten in das Gehäuse eingelegt werden. Hieraus ergibt sich zu
sätzlich der Vorteil, daß durch Nachrüsten von Reihenklemmen
mit zwei Federelementen, einer Sammelschiene und einem Überspannungsschutzorgan
auf einfache Weise die Funktion der Rei
henklemme verändert bzw. erweitert werden kann. Das Einlegen
der Federelemente kann in flexibler Weise grundsätzlich aus
beliebiger Richtung geschehen.
Spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung er
geben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Da Reihenklemmen üblicherweise innerhalb von Schaltschränken
auf genormten Tragschienen festgelegt sind, läßt sich für den
Anwendungsfall, daß diese Tragschienen auch als die das Er
dungspotential führende Sammelschienen verwendet wird, die
Kontaktierung mittels eines Federlementes mit dem dann
in der Reihenklemme vorhandenen, mit der Sammelschiene elek
trisch leitend verbundenen Kontaktfuß durchführen. Die Bau
weise der Federelemente in Gestalt eines U-förmigen Grundkör
pers mit zwei sich gegenüberliegenden einseitig verlängerten
Federschenkeln, die an ihrem dem Grundkörper abgewandten
freien Ende konvex zueinander gewölbt sind, erfüllt auf be
sonders einfache und preiswerte Weise den Zweck des Federele
mentes, eine ausreichende Kontaktkraft bereitzustellen.
Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen einige
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher be
schrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Reihenklemme
einer erfindungsgemäßen Reihenklemmenanordnung,
Fig. 2 vergrößerte perspektivische Darstellung eines
Stromschienenstücks der Reihenklemme aus
Fig. 1 mit eingelegtem Federelement,
Fig. 3 Beispiel einer erfindungsgemäßen Reihenklem
menanordnung mit direkter Kontaktierung der
Tragschiene,
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Reihenklemmenanordnung
mit Schutzleiteranschluß.
Die erfindungsgemäße Reihenklemmenanordnung besteht aus meh
reren nebeneinander mit Hilfe von Rastfüßen 18 und 19 auf ei
ner Tragschiene 3 festgelegten Reihenklemmen 1. In dem aus
Kunststoff gefertigten Reihenklemmengehäuse 10 ist eine
Stromschiene 4 angeordnet, die an beiden Enden mit Schrauban
schlüssen 12 versehen ist, an die beidseitig je ein durch die
Einführöffnung 11 zugeführter Leiter angeschlossen
werden kann. An der Oberseite des Reihenklemmengehäuses 10
befindet sich eine Ausnehmung, die Platz für ein Überspan
nungsorgan 2 bietet. Das Überspannungsorgan 2, z. B. ein Vari
stor, besitzt eine runde plättchenförmige Gestalt, an seiner
Unterseite stehen zwei im parallelen Abstand zueinander ange
ordnete Kontaktelemente 8 hervor. Unterhalb des Überspan
nungsschutzorgans 2 befindet sich im Innern des Reihenklem
mengehäuses 10 eine Sammelschiene 5, die üblicherweise sich
senkrecht zur Zeichenebene durch mehrere auf der Tragschiene
3 nebeneinander angeordnete Reihenklemmen 1 erstreckt. Durch
die Anordnung der Sammelschiene 5 über der Stromschiene 4 ist
es möglich, diese nach Montage der Reihenklemmen z. B. auf der
Tragschiene 3 von oben in die Reihenklemmen einsetzen und bei
Bedarf entfernen zu können. Die Sammelschiene 5 ist durch
eine Kappe 15 von oben abgedeckt, die mit dem Reihenklemmen
gehäuse 10 durch eine Nase 16 verrastet ist.
Die beiden Kontaktelemente 8 des Überspannungsschutzorgans 2
sind durch Gehäuseöffnungen 17 so in das Reihenklemmengehäuse
10 eingesteckt, daß ein Kontaktelement 8 die Sammelschiene 5
seitlich berührt und das andere Kontaktelement einen Schenkel
der im Gehäuse U-förmig verlaufenden Stromschiene 4 berührt.
Die mechanische Kontaktkraft zwischen Stromschiene 4, Sammel
schiene 5 und den jeweiligen Kontaktelementen 8 wird durch
Federelemente 6 erzeugt. Aus Fig. 2 ist durch die vergrö
ßerte perspektivische Darstellung eines Teils der Strom
schiene 4, des Kontaktelementes 8 sowie des Federelementes 6
der Aufbau dieses Federelementes verdeutlicht.
Das Federelement 6 besitzt einen U-förmig gestalteten Grund
körper 20, der die Stromschiene 4 einseitig umgreift. Die
beiden Schenkel des U-förmigen Grundkörpers 20 sind einseitig
nach oben verlängert und bilden die Federschenkel 21 und 22.
Die dem Grundkörper abgewandten, nach oben gerichteten freien
Enden der Federschenkel 21 und 22 sind an ihrem Ende konvex
zueinander gewölbt, so daß sich zwischen den einander zuge
wandten Flächen der Federschenkel 21 und 22 aufgrund der Wöl
bung ein geringerer Abstand ergibt als der der beiden Schen
kel im Bereich des Grundkörpers 20. Die Außenwölbungen der
Federschenkel 21 und 22 bilden somit zwei Kontaktflächen 23
und 24, zwischen denen die nebeneinander angeordnete Strom
schiene 4 und ein Kontaktelement 8 des Überspannungsschutz
organs 2 gegeneinander gedrückt werden. Durch die Tatsache,
daß das äußerste freie Ende des Federschenkels 22, der sich
in direktem Kontakt mit dem Kontaktelement 8 befindet, von
der Stromschiene 4 weg nach außen gewölbt ist, wird bei einem
eventuell notwendigen Auswechseln des Überspannungsschutz
organs 2 ein Einschieben des Kontaktelementes 8 zwischen die
Kontaktfläche 23 und die Stromschiene 4 erleichtert. Die Fe
derlemente 6 können aus Metall hergestellt werden, es ist je
doch ebenso gut denkbar, die besonderen elastischen Eigen
schaften bestimmter Kunststoffe für die Bereitstellung der
notwendigen Kontaktkraft zu nutzen.
In Fig. 3 ist eine Bauvariante einer Reihenklemme mit Über
spannungsschutzorgan dargestellt, bei der das Überspannungs
schutzorgan 2 nicht in einer Ausnehmung an der Oberseite des
Reihenklemmengehäuses 10 angeordnet ist, sondern sich seit
lich neben dem Gehäuse befindet. Die Stromschiene 4 ist in
diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls mit zwei Klemmenan
schlüssen 12 versehen und geradlinig von einer Seite zur an
dern Seite des Reihenklemmengehäuses 10 geführt. Die
Stromschiene 4 besitzt einen U-förmig in Richtung der Trag
schiene nach unten gebogenen Teil 9, wobei ein Schenkel des
U-förmigen Teils parallel zu waagerechten Umkantungen 33 der
Tragschiene 3 ausgerichtet ist. Der Abstand der Umkantung 33
und des parallelen Schenkels des Teils 9 ist so bemessen, daß
er im wesentlichen dem Abstand der beiden Kontaktelemente 8
des Überspannungsschutzorganes 2 entspricht. Die Kontaktele
mente 8 sind durch seitliche Öffnungen 35 in das Reihenklem
mengehäuse 10 eingeschoben, berühren mit ihren Enden die
Oberseite der Abkantung 33 sowie die Unterseite des Schenkels
des Teiles 9, wobei an jeder Berührungsstelle je ein Federe
lement 6 so angeordnet ist, daß die notwendigen Kontaktkräfte
durch die Federschenkel 21 und 22 aufgebracht werden können.
Diese Anordnung des Überspannungsschutzorganes 2 hat insbe
sondere den Vorteil, daß die im Ausführungsbeispiel der Fig.
1 notwendige Sammelschiene zur Führung des Erdungspotentials
bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 entfallen kann, falls
die Tragschiene 3 an das Erdungs-potential angeschlossen ist.
In Fig. 4 ist eine Reihenklemme dargestellt, bei der ein
Kontaktelement 8 des Überspannungsschutzorganes 2 mit einem
Kontaktfuß 30 elektrisch verbunden ist. Der Kontaktfuß 30 er
füllt üblicherweise sowohl die mechanische Funktion der Fest
klemmung der Reihenklemme auf der Tragschiene 3 wie auch die
einer elektrischen Verbindung mit der Tragschiene 3, die in
diesem Anwendungsfall als die das Erdpotential führende Sam
melschiene dient. Wie die Fig. 4 zeigt, besitzt der Kontakt
fuß 30 eine im Winkel von 90 Grad zur Oberseite des Reihen
klemmengehäuses hochstehende Kontaktlasche 32, die in einfa
cher Weise von einem der Kontaktelemente 8 des Überspannungs
schutzorganes 2 seitlich berührt wird. Das andere Kontaktele
ment 8 berührt seitlich einen im Winkel von auch hier an den
Kontaktstellen je ein Federelement 6 zur Bereitstellung der
Kontaktkraft angeordnet.
Claims (5)
1. Reihenklemmenanordnung, bestehend aus zwei oder
mehr Reihenklemmen mit eingesetzten Überspannungsschutzorga
nen und einer querverlaufenden Sammelschiene, wobei eine
elektrische Verbindung der Kontaktelemente des Überspannungs
schutzorganes einerseits mit der Stromschiene der jeweiligen
Reihenklemme und andererseits mit der Sammelschiene besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Verbindung der
Kontaktelemente (8) des Überspannungsschutzorganes (2) direkt
kontaktierende Federelemente (6) vorgesehen sind.
2. Reihenklemmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Federelemente (6) im Bereich der Strom-
und Sammelschienen separat im Isolierstoffgehäuse der Reihen
klemmen angeordnet sind.
3. Reihenklemmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Federelemente (6) einen U-formigen
Grundkörper (20) mit zwei sich gegenüberliegenden, einseitig
verlängerten Federschenkeln (21, 22) aufweisen, die an ihrem
dem Grundkörper (20) abgewandten freien Enden konvex zueinan
der gewölbt sind.
4. Reihenklemmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Tragschiene (3) die das Erdungspotential
führende Sammelschiene bildet, darauf ein Kontaktfuß (30)
festgelegt ist und ein Kontaktelement (8) mittels eines
Federelementes (6) den Kontaktfuß (30) direkt kontaktiert.
5. Reihenklemmenanordnung nach einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Federelement (6) zur direkten Kontaktierung von Überspan
nungsschutzorgan (2) und Sammelschiene (5) in der Anschluß
ebene der Reihenklemme (1) angeordnet ist.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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